自动对接电缆连接器的设计

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 自动对接电缆连接器的设计 摘要：本文介绍了一种特殊电缆 连接器，用于连接可移动感应加热炉的 中频电缆，可实现自动对接，接触压力 可以调整。详细描述了连接器的结构和 工作原理，确定技术要求、技术参数， 分析了接触电阻的影响因素，讨论了接 触电阻的计算方法。 中国论文网 /4/view-12705167.htm 关键词：电缆连接器 接触电阻 可移动感应炉 0 引言 电磁感应加热炉是金属热处理的 常用加热设备，它工作效率高、操控方 便，在工业热加工中得到广泛应用。但 在使用过程中装填料比较麻烦，只能单 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 个装取，无法实现批量生产，特别是加 热处理细小零件非常不便。可移动钟罩 式感应加热炉1（图 1 所示）很好地解 决了上述问题。加热前可以先将零件码 放在物料舟皿当中，加热时将感应加热 器罩在物料舟皿上，加热完成后再将感 应加热器移开，这样工作效率大大提高 了。 在实际使用过程中又出现了另一 个问题。感应加热器功率较大，开机时 既要通电，还要通水，感应加热器连接 着电缆和水管，在移动的过程中会受到 电缆和水管的牵扯，很容易碰到物料舟 皿。如果每次移动感应加热器都拆装电 缆和水管，又很麻烦，本案就是要设计 一种特殊的电缆连接器，可实现自动对 接和拆卸。 1 电缆连接器的结构和工作原理 连接器如图 2 所示，由接触件 A（插接头） 、接触件 B（插接孔） 、壳 体、漏屑孔、预紧弹簧、调整螺栓、弹 簧座圈、连接线等组成。接触件 A 与图 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 1 中的感应器 3 刚性连接，接触件 B 通 过连接线 7 与中频电缆连接。接触件 A 与感应器一起移动，靠感应器的重力插 入接触件 B 的座孔中，接触压力可通过 调整螺栓进行调节，插接头与插接孔略 带锥形，压紧时接触牢靠，分离时方便 拔出。一般热处理车间工作环境比较恶 劣，灰尘、铁屑较多，很容易落入接触 件座孔中，影响连接器接触效果，因此， 座孔中设计了漏屑孔。 2 连接器的技术要求 工业用感应加热炉功率较大，连 接器在工作中要承受高电压、大电流的 冲击，还要承受反复拔插的磨损，因此 要求连接器要有足够的机械强度，良好 的绝缘性能，可靠的接触。以 200KW 感应炉为例，连接器主要技术参数： 额定电压：1500V 额定电流： 280A 接触电阻：0.1m。绝缘电阻： 接触件对护套间绝缘电阻500M。 耐压：接触件对护套间承受 AC -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 2800V 1 分钟绝缘 介电强度试验，无击穿，无闪络。 3 接触电阻 在使用电缆连接器时，必须将其 接触电阻控制在设计范围内，这是保证 设备正常运行的前提和基础。接触电阻 是对导体件呈现的电阻，它主要包括收 缩电阻、表面膜电阻和导体电阻三部分： 当电流流经接触区时，电流会从原来 截面较大的导体流向截面很小的接触点， 在此过程中，电流发生剧烈收缩（或集 中） ，这种现象呈现出来的附加电阻即 为收缩电阻或集中电阻。接触电阻的 表面氧化物时间一长，就会形成一层表 面氧化层。表面氧化层和其他污染物所 形成的电阻就被称为表面膜电阻，又称 界面电阻。导体受自身导电性能的影 响，在实际测量电连接器接触件的电阻 时，一般都在接点的引出端进行，因此 实际测出的接触电阻同时也包含了接触 面以外的接触件以及引出导线本身的导 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 体电阻。导体电阻大小主要由金属材料 本身的导电性能决定，它与周围环境温 度的关系可以用温度系数来表示。 为了便于区分，我们通常将收缩 电阻和表面电阻合称为真实的接触电阻， 而把实际测量出来的包含导体电阻的接 触电阻称为总接触电阻。 R=Rs+Rf+Rp，Rs收缩电阻， Rf膜层电阻，Rp导体电阻 4 接触电阻的影响因素 将连接器置于显微镜下，即可观 察到其接触件的表面，尽管它的镀金层 较为光滑，但仍能观察到其表面有 5-10 微米的凸起部分，并能看到一对插合的 接触，它不是整个接触面的接触，而是 散布于接触面的一些点的接触。通常情 况下，实际的接触面必然比理论接触面 要小。从表面的光滑程度和接触压力的 大小来看，实际接触面和理论接触面的 差距可以高达几千倍。 影响接触电阻的因素主要包括接 触材料、接触压力、接触形式以及温度 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 等。 4.1 接触材料 电接触本身的组成 材料会直接影响接触电阻的大小，而这 些影响性质主要包括金属材料的电阻率 、布氏硬度 HB、化学性能以及金属化 合物的机械强度和电阻率等。接触材料 的电阻率越大，接触电阻越大；材料的 硬度越大，接触电阻也越大。本装置在 充分考虑性能和成本的基础上，选择了 铜镀锡作为其接触材料。 4.2 接触压力 接触压力，即接触 件彼此施加给对方表面的力，直接作用 并垂直于接触表面。随着接触压力的不 断增加，接触微点的数量以及所占面积 也逐渐增加。同时，接触微点也逐渐由 弹性变形向塑性变形过渡。集中电阻变 小，接触电阻也相应地变小。当接触压 力高于一定数值（150N 左右）后，接 触电阻将不再发生变化。实验表明，当 接触压力值较小时，接触电阻最大值与 最小值的差别将减小至 1.5 倍。而本装 置的弹簧压力必须高于 150N。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 4.3 接触形式 接触电阻的接触形 式同样会对接触电阻的大小造成影响。 接触形式主要有以下三种：电接触、线 接触和面接触，当接触压力较小时，点 接触的接触电阻值也较低；而接触压力 较大时，面接触的接触电阻也较低；当 接触压力增至更大时，三种接触形式的 接触电阻差异不大。本装置主要依靠感 应器自身的压力以及弹簧弹力压紧连接 器，相比其他形式，其接触压力较大， 故采用面接触。 5 计算接触电阻的经验公式 影响接触电阻的因素很多，要准 确计算接触电阻是很困难的，通常只能 用经验公式进行估算。一般经验公式如 下：Rc=Kc （0.102F ）m F：接触压力 m：与接触形式有关的系数，对 点、线、面接触，分别取 0.5、0.7、1（也有线接触取 0.75，高压 力时的面接触取 0.80.95） 。 Kc：与接触材料、表面情况、接 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 触形式等有关的